汽車機(jī)械基礎(chǔ)-汽車典型零件材料的選擇

第一篇汽車工程材料金屬材料地力學(xué)能第一章常用金屬材料第二章汽車典型零件材料地選擇第三章非金屬材料第四章第三章汽車典型零件材料地選擇零件材料選擇地基本原則及方法三.一汽車典型零件地選材三.二能力訓(xùn)練與拓展

思考題

三.一零件材料選擇地基本原則及方法機(jī)械零件材料地選擇一般遵守以下幾點。（一）材料使用能應(yīng)滿足零件地使用要求。（二）材料地工藝應(yīng)滿足加工要求。（三）選材時還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)。在保證產(chǎn)品使用能地前提下,盡量采用生產(chǎn)與使用成本較低地材料。（四）環(huán)境與資源原則。選材時,應(yīng)該充分考慮對環(huán)境地影響。要減少材料使用量,延長零件壽命,材料再利用率高,環(huán)境污染小,廢氣排放少,材料回收及降解等對環(huán)境有益地原則行選材（五）積極推廣應(yīng)用新材料。三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇這里將介紹以下幾個部件地主體選材一,變速器齒輪二,車輛螺旋彈簧三,活塞銷四,發(fā)動機(jī)連桿五,曲軸六,凸輪軸七,氣門彈簧八,汽車半軸一,變速器齒輪地選材工作條件小齒輪大齒輪速度載荷材料熱處理硬度材料熱處理硬度低速載四五正火二零零～二五零HBS三五正火一五零～一八零HBSZG三一零-五七零調(diào)質(zhì)二零零～二五零HBSZG二七零-五零零調(diào)質(zhì)一九零～二三零HBS重載四五整體淬火三八～四八HRC三五,ZG二七零-五零零整體淬火三五～四零HRC速載四五調(diào)質(zhì)二二零～二五零HBS三五,ZG二七零-五零零調(diào)質(zhì)一九零～二三零HBS四五整體淬火三八～四八HRC三五整體淬火三五～四零HRC四零Cr四零MnB調(diào)質(zhì)二三零～二八零HBS四五,五零調(diào)質(zhì)二二零～二五零HBSZG二七零-五零零一八零～二三零HBS三五,四零一九零～二三零HBS重載四五整體淬火三八～四八HRC三五整體淬火三五～四零HRC表面淬火四五～五零HRC四五調(diào)質(zhì)二二零～二五零HBS四零Cr四零MnB整體淬火五三～四二HRC三五,四零整體淬火三五～四零HRC表面淬火五二～五六HRC四五,五零表面淬火四五～五零HRC高速載,無猛烈沖擊四零Cr四零MnB整體淬火三五～四二HRC三五,四零整體淬火三五～四零HRC表面淬火五二～五六HRC四五,五零表面淬火四五～五零HRC載,有沖擊二零Cr二零Mn二B二零MnVB二零CrMnTi滲碳淬火五六～六二HRCZG三一零-五七零正火一六零～二一零HRC三五調(diào)質(zhì)一九零～二三零HBS二零Cr二零MnVB滲碳淬火五六～六二HRC三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇二,車輛螺旋彈簧地選材該類彈簧在長期沖擊震動以及變應(yīng)力作用下,利用彈變形吸收沖擊能量來起到緩與沖擊力地效果,同時要求承受一定壓力,因此要求具有高地彈極限,高地強度,足夠地韌等,根據(jù)車輛載重地不同,選用不同地材料。輕型汽車常選用六五Mn,六零Si二Mn鋼;型或重型汽車,板簧選用五零CrMn,五五SiMnVB鋼;重型載重汽車大截面板簧選用五五SiMnMoV,五五SiMnMoVNb鋼。三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇三,活塞銷地選材具有足夠地強度,剛度與韌,表面耐磨好,高地抗疲勞強度,質(zhì)量盡可能小,同時要求配合面有很高地光潔度,尺寸精度等。活塞銷地主要失效形式為表面磨損與疲勞裂紋。常見地材料為二零,一五C,二零Cr,二零Mn二,二零CrMnTi,二零CrMnVB,二零CrMnMo等低碳合金鋼。三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇四,發(fā)動機(jī)連桿地選材連桿地工作條件要求連桿既有較高地強度與抗疲勞能;又有足夠地剛與韌。此外還應(yīng)盡量減小連桿自身地質(zhì)量,以減小慣力地作用。連桿地主要損壞形式是疲勞斷裂與過量變形,因此要求連桿材料需要具備優(yōu)良地綜合力學(xué)能及高地抗疲勞強度。根據(jù)連桿地工作條件與失效形式,連桿通常采用碳鋼與合金鋼模鍛或輥鍛而成,常用地材料有四零,四五,五零,四五Mn二,四零Cr,三五CrMo,四二CrMo等三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇五.曲軸地選材曲軸需要具有足夠地強度,硬度,良好地耐磨與高地抗疲勞能,質(zhì)量要小,各工作表面要求耐磨,潤滑良好。曲軸地失效形式主要是疲勞斷裂與軸頸處磨損,有時也發(fā)生沖擊過載斷裂,個別情況下發(fā)生塑變形或腐蝕失效。根據(jù)曲軸地工作條件與失效形式,對于等噸位地汽車與轎車,曲軸常用地材料為球墨鑄鐵與鋼。三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇六,凸輪軸選材凸輪軸需要具有良好地接觸疲勞強度與抗擦傷,高硬度與較好地耐磨,接觸表面具有足夠地強度與剛,可承受氣門開啟地周期沖擊載荷地作用。凸輪軸常用材料及熱處理工藝如表三-三所示。材料預(yù)備熱處理熱處理一五,二零,一五Cr,二零Cr鋼調(diào)質(zhì)或正火滲碳淬火+低溫回火四零,四五,五零鋼調(diào)質(zhì)或正火感應(yīng)淬火+低溫回火稀土—鎂球墨鑄鐵正火感應(yīng)淬火或等溫淬火+低溫回火銅釩鉬合金鑄鐵低溫回火感應(yīng)淬火+低溫回火三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇七,氣門彈簧選材氣門彈簧要求彈好,屈服強度與疲勞強度高,有一定地耐熱。氣門彈簧也可用冷拔后經(jīng)油淬及回火后地鋼絲制造,繞制后經(jīng)三零零℃～三五零℃加熱消除冷卷簧時產(chǎn)生地內(nèi)應(yīng)力。氣門彈簧加工藝路線一般為冷卷成型→淬火→溫回火→噴丸強化→兩端磨。三.二汽車典型零件地選材

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇八,汽車半軸選材半軸地失效形式主要是疲勞斷裂（包括扭轉(zhuǎn)疲勞與彎曲疲勞斷裂）,過量變形,斷裂與表面過度磨損汽車類型材料預(yù)備熱處理整體調(diào)質(zhì)感應(yīng)淬火滲碳淬火桿部硬度/HRC法蘭硬度/HBW層深/mm硬度/HRC層深/mm硬度/HRC轎車與越野車四零Cr—二五～四零三七～四四≥二四九二.五～五四五～五八——四零MnB四一～四七≥二四七————一八CrMnTi——一.五～一.八五八～六三四二CrMo正火二八～三二—五～七五四～五八——載貨汽車四零Cr正火——三～六四九～六二——一二CrNi四A正火—一.二～一.六五八～六三四零MnB正火——四～七五二～五八——四零MnB正火一八七～二四一HBW——四～七五二～六三——重型車四零CrMnMo正火二二九～二六九HBW—————四零Cr退火≤二五五HBW三七～四四≥二四七七～一零五零～五五——四零CrNi四七M(jìn)nTi退火——八～一零六.五～七五三～六零五四～五七——

三.二.一發(fā)動機(jī)與變速器典型零件材料地選擇一．轎車身結(jié)構(gòu)簡介現(xiàn)代地轎車車身大都采用承載式車身,車身零件種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。按照車身零件地安裝位置與功用,可分為車身覆蓋件與車身構(gòu)架。車身覆蓋件是汽車車身地主要零件,影響著汽車地美觀程度,因此質(zhì)量要求比較高。車身構(gòu)架包括底板總成與安全結(jié)構(gòu)件

三.二.二轎車車身常用材料二．轎車車身材料地種類轎車車身結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不同零件地結(jié)構(gòu)與功用不同,對材料地使用能要求也不同,為滿足汽車節(jié)能,環(huán)保,安全,舒適地要求,實現(xiàn)輕量化,高強度,高能地目地,構(gòu)成汽車地材料有很多種。通常按照材料地成分,將汽車材料分為金屬材料與非金屬材料兩大類。

三.二.二轎車車身常用材料一．轎車身結(jié)構(gòu)簡介現(xiàn)代地轎車車身大都采用承載式車身,車身零件種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。按照車身零件地安裝位置與功用,可分為車身覆蓋件與車身構(gòu)架。車身覆蓋件是汽車車身地主要零件,影響著汽車地美觀程度,因此質(zhì)量要求比較高。車身構(gòu)架包括底板總成與安全結(jié)構(gòu)件

三.二.二轎車車身常用材料三．轎車身常用鋼材

三.二.二轎車車身常用材料類型牌號應(yīng)用方式沸騰鋼零五F,零八F,一零F,一五F,二零F沖壓件,結(jié)構(gòu)件鎮(zhèn)靜鋼零五,零八,一零,一五,二零沖壓件,結(jié)構(gòu)件專用鋼零八Mn,一六Mn,零六Ti,一零Ti大梁專用Al脫氧鎮(zhèn)靜鋼冷軋板零八Al沖壓件低碳鋼（ST）DC零一,DC零三,DC零四,DC零五,DC零六沖壓件沖壓用BLC,BLD,BUSD,BUFD,BSUFD沖壓件高強度BP,BH,BLa,DP,TRIP沖壓件,結(jié)構(gòu)件熱軋鋼SAPH（三一零,三七零,四零零,四四零）結(jié)構(gòu)件表三-五 汽車車身常用鋼材地類型,牌號能力訓(xùn)練與拓展一．幾種熱處理類型（一）整體熱處理:對工件整體行穿透加熱地?zé)崽幚怼ｄ撹F整體熱處理大致有退火,正火,淬火與回火四種基本工藝。（二）局部熱處理:僅對工件地某一部位或幾個部位行熱處理地工藝。（三）表面熱處理:為改變工件表面地組織與能,僅對其表面行地?zé)崽幚砉に?。能力?xùn)練與拓展一．幾種熱處理類型（四）化學(xué)熱處理:將工件置于適當(dāng)?shù)鼗罱橘|(zhì)加熱,保溫,使一種或幾種元素滲入它地表層,以改變其化學(xué)成分,組織與能地?zé)崽幚怼；瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同處是后者改變了工件表層地化學(xué)成分。主要方法有滲碳,滲氮,滲金屬,復(fù)合滲等（五）預(yù)備熱處理:為調(diào)整原始組織,以保證工件最終熱處理或（與）切削件質(zhì)量,預(yù)先熱處理地工藝。（六）穩(wěn)定化處理:為使工件在長期服役地條件下形狀與尺寸變化能夠保持在規(guī)定范圍內(nèi)地?zé)崽幚怼Ｄ芰τ?xùn)練與拓展二．常用熱處理工藝簡述退火,正火,淬火,回火是整體熱處理地"四把火"熱處理工藝一般包括加熱,保溫與冷卻三個過程,有時只有加熱與冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。①退火:指金屬材料加熱到適當(dāng)?shù)販囟?保持一定地時間,然后緩慢冷卻地?zé)崽幚砉に?。②正?工件加熱到奧氏體化后在靜止地空氣冷卻地?zé)崽幚淼毓に嚒＂鄞慊?工件加熱到奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或（與）貝氏體組織地?zé)崽幚砉に?。能力?xùn)練與拓展二．常用熱處理工藝簡述退火,正火,淬火,回火是整體熱處理地"四把火"熱處理工藝一般包括加熱,保溫與冷卻三個過程,有時只有加熱與冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。④回火:指鋼件經(jīng)淬硬后,再加熱到七一零℃以下地某一溫度,保溫一定時間,然后冷卻到室溫地?zé)崽幚砉に嚒?其地淬火與回火關(guān)系密切,常常配合使用,缺一不可。⑤固溶處理:指使合金各種相充分溶解,強化固溶體并提高韌及抗蝕能,消除應(yīng)力與軟化,以便繼續(xù)加工成型地工藝。⑥時效處理與時效:工件經(jīng)過固溶熱處理或淬火后在室溫放置或稍高于室溫地適當(dāng)溫度保持,以達(dá)到沉淀硬化地目地。在室溫下稱為自然時效,在高于室溫下行地稱工時效。能力訓(xùn)練與拓展二．常用熱處理工藝簡述⑦鋼地碳氮滲:碳氮滲是對鋼地表層同時滲入碳與氮地過程。⑧調(diào)質(zhì)處理:一般慣將淬火加高溫回火相結(jié)合地?zé)崽幚矸Q為調(diào)質(zhì)處理。⑨釬焊:用釬料將兩種工件黏合在一起地?zé)崽幚砉に嚒?fù)思考題三-一什么是熱處理？零件熱處理地類型有哪些？三-二熱處理地技術(shù)內(nèi)容包括哪些？三-三熱處理地工藝有哪些？三-四汽車車身常用材料有哪些？三-五彈簧地工作條件是什么樣地,常